高海拔地區百兆瓦級光伏電站關鍵技術應用案例

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高海拔地區百兆瓦級光伏電站關鍵技術應用案例光伏發電是我國替代傳統能源完成能源戰略轉型的主要可再生能源之一，近十年來發展迅速，2013年前，我國已建成的光伏電站主要分布在資源豐富、地質地貌結構較好、土地產出極低的土地上，單體容量在幾十兆瓦左右。

目錄

一、背景

光伏發電是我國替代傳統能源完成能源戰略轉型的主要可再生能源之一，近十年來發展迅速，2013年前，我國已建成的光伏電站主要分布在資源豐富、地質地貌結構較好、土地產出極低的土地上，單體容量在幾十兆瓦左右。而在高海拔複雜地形上設計建設大型光伏電站，國內外均無可借鑑的項目案例，在設計、工程建設、運營管理等方面均存在諸多問題，如設計不科學規範，建設成本、發電效率不高，出力預測精度低，運營管理混亂，電站長期帶病或處在亞健康狀態下低水平運行等。

鑑於上述問題和難點，本技術組織光伏發電設計、生產和施工單位聯合攻關，開展高海拔地區複雜地形上百兆瓦級大型光伏電站建設關鍵技術研究，形成了成熟的針對複雜地形條件下光伏電站設計、工程施工及運營維護的完整技術成果。

二、應用案例

1. 項目概述

該技術成果於2014年逐步應用到建水南莊 300MW 併網光伏電站及山地光伏電站設計中，涉及電站設計、工程建設及運營維護三個環節，取得了良好的經濟、社會和環境效益。

（1）光伏系統設計集成創新優化技術，有效降低了建設成本和光伏方陣占地面積，提高了發電效率。電站建設實際支出較可研下降了20%，建設成本降低至7.46元/W（2015年），光伏方陣占地僅18.54 畝/MW，設計理論系統發電效率80.4%；

（2）光伏方陣施工圖設計軟件，累計輔助設計山地光伏電站 888MW（含南莊300MW），大大提高了設計效率和質量。

（3）一種用於複雜地形的可調節光伏支架、支架立柱標高調節件、組件安裝裝置已在建水南莊300MW、安徽宿州靈璧20MW、河北沽源 50MW 等多個山地光伏電站中推廣應用。

在南莊光伏電站中應用了52690組支架，內壓式安裝組件166MW，防水型安裝農光區14MW組件，42.152萬根支架立柱施工。支架單組重285kg，較同緯度地區(333kg/組)用鋼量減少了14.4%左右，節約鋼材合計約2546 噸，折合費用約891萬元（3500元/噸）；在保證質量的同時，效率提高了50%；每年可收集雨水7.83萬m3，節約勞務費合計約1,053.8萬元（按200 元/工日計）。

（4）光伏電站出力預測技術，提高了出力預測精度，預測系統已連續穩定運行29個月中，超短期、短期出力預測月均方誤差平均在5.43%、14.38%，高於行業標準和電網考核標準要求。

（5）雲端智能監控管理系，電站基本實現數字化、智能化、標準化的高效管理，運維人員較行業平均配置（0.1人/MW）減少了50%，僅0.05人/MW，設備故障診斷識別準確率90%以上。

（6）系統匹配性控制及識別技術，高了組串、設備間的匹配性，各組串電流偏差控制在1%以內，發電量提高了0.7%，採用8迴路匯流箱，直流電纜用量僅 5.5km/MW、直流最大線損較16迴路匯流箱低2.63%。

（7）土建工程採用對石漠化地表擾動小的技術方案，水土流失得以遏制，石漠化土地治理效果良好。除南莊電站外，本技術還在華能石林90MW、版納勐海50MW、雲電投石林50MW等光伏電站中推廣應用。

2. 經濟效益

通過使用該技術天合光能等公司創造大量經濟效益：

單位：萬元人民幣

3. 社會效益

（1）降低了在複雜地形山地上建設光伏電站的建設成本，提高了電站發電效率和企業盈利能力，促進光伏發電產業技術水平的提升，增強市場競爭力，推動光伏發電平價上網進程。

（2）建成後每年向電網輸送幾億kW·h清潔電力，在完成「節能減排指標、單位GDP能耗下降指標」的同時，可適度善建水縣電源結構，補充電力缺額，推動雲南省光伏發電技術發展和清潔能源基地的建設。

（3）截止2018年12月底，南莊300MW電站已累計節約標煤43.27萬噸，減排二氧化碳（CO2）113.36萬噸、二氧化硫（SO2）3.68萬噸、氮氧化物（NOX）3.20萬噸，其中達產年每年平均標煤14.4萬噸，減排二氧化碳（CO2）37.73萬噸、二氧化硫（SO2）1.22 萬噸、氮氧化物（NOX）1.07萬噸。

（4）光伏電站建設能遏制水土流失、減少土地水分蒸發量、改善植被生長環境，對石漠化土地治理有積極的作用，水土流失量從 4669.72t/年下降至 2786.21t/年，減少了約40%，草本層蓋度從 30-70%提高至80%以上，草林植被覆蓋率從30.92%提高至37.24%（提高了20.4%）。

（5）施工期帶動大批當地務工人員，常年解決就業 40 餘人左右。